(57)【要約】【課題】  シューボックスの内部に異種の原料粉末が混入されることを抑制する。【解決手段】  シューボックス１０は、内部に各別に異なる種類の原料粉末が装填されて複数備えられるとともに、一の前記シューボックス１０を前進移動し前記キャビティ内に一の原料粉末を充填した後に、これを後退移動し、その後、他の前記シューボックスを前進移動し前記キャビティ内に他の原料粉末を充填する構成とされ、前記複数のシューボックス１０のうち少なくとも一つ１２には、その下面の、該シューボックス１２が前進する前進方向における前端部に、下方に向けた負圧吸引口１５が形成され、該シューボックス１２を前進移動、または／および、後退移動する際、負圧吸引口１５により、前記ダイの上面に飛散されている前記原料粉末を吸引する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に原料粉末が装填されるとともに、下面がその外周縁部を除いて開放された箱型のシューボックスを備え、該シューボックスは、前記下面がダイの上面に摺接しつつ、該ダイの上面に開口するキャビティに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動して該シューボックスの前記下面が前記キャビティと対向したときに、前記原料粉末を前記キャビティに充填する構成とされ、前記キャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する粉末成形装置であって、
前記シューボックスは、内部に各別に異なる種類の原料粉末が装填されて複数備えられるとともに、一の前記シューボックスを前進移動し前記キャビティ内に一の原料粉末を充填した後に、これを後退移動し、その後、他の前記シューボックスを前進移動し前記キャビティ内に他の原料粉末を充填する構成とされ、
前記複数のシューボックスのうち少なくとも一つには、その前記下面の、該シューボックスが前進する前進方向における前端部に、下方に向けた負圧吸引口が形成され、該シューボックスを前進移動、または／および、後退移動する際、前記負圧吸引口により、前記ダイの上面に飛散されている前記原料粉末を吸引する構成とされたことを特徴とする粉末成形装置。
【請求項２】
内部に原料粉末が装填されるとともに、下面がその外周縁部を除いて開放された箱型のシューボックスを備え、該シューボックスは、前記下面がダイの上面に摺接しつつ、該ダイの上面に開口するキャビティに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動して該シューボックスの前記下面が前記キャビティと対向したときに、前記原料粉末を前記キャビティに充填する構成とされた粉末成形装置を用い、前記キャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する圧粉体の製造方法であって、
請求項１記載の粉末成形装置を用いることを特徴とする圧粉体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧粉体を成形するための粉末成形装置および圧粉体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば軸受、バルブシート、スプロケット、バルブガイドおよび歯車等を製造する方法として、金属粉末を圧縮して圧粉体を形成した後に、該圧粉体を焼結することが知られている（例えば下記特許文献１参照）。この種の焼結体は、同一材料により一体的に形成されるのが一般的である。
ところが、前記焼結体がバルブシートの場合、高温、高荷重に耐え得る材料により形成する必要があり、スプロケット、歯車、あるいはタイミングベルトプーリの場合は、耐磨耗性に優れる材料で形成する必要があり、これらの材料は一般に高価であるので、前記各焼結体の全体をこれらの材料で形成するとコスト高になるという問題があった。このような問題を解決するための手段として、これらの焼結体における各部位毎で材質を異ならせることによって、高価な材料の使用量を最小限に抑えることが考えられる。
【０００３】
ここで、前記圧粉体を形成する粉末成形装置としては、一般に、内部に原料粉末が装填されるとともに、下面がその外周縁部を除いて開放された箱型のシューボックスを備え、該シューボックスは、前記下面がダイの上面に摺接しつつ、該ダイの上面に開口するキャビティに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動して該シューボックスの前記下面が前記キャビティと対向したときに、前記原料粉末を前記キャビティに充填する構成とされ、前記キャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する構成が採用されている。
【０００４】
この構成において、前述したような、各部位毎で材質が異なった圧粉体（焼結体）を形成しようとすると、前記粉末成形装置に、複数の前記シューボックスを備えさせるとともに、これらの各シューボックスの内部に、各別に異なる種類の原料粉末を装填し、一の前記シューボックスを前進移動させて前記キャビティ内に一の原料粉末を充填した後に、これを後退移動し、その後、他の前記シューボックスを前進移動させ前記キャビティ内に他の原料粉末を充填する必要がある。
【特許文献１】特公平８−６１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この場合、シューボックスはその下面が開口されているので、内部に装填された原料粉末は、ダイの上面に摺接することになり、ダイの上面におけるキャビティの周辺部には、原料粉末が残存し易い。従って、一のシューボックスによりキャビティに一の原料粉末を充填した後に、他のシューボックスを前進移動し、前記キャビティに他の原料粉末を充填する際、該他のシューボックスの内部に、ダイの上面に残存した前記一の原料粉末が混入する虞がある。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数の原料粉末を同一のキャビティ内に充填する粉末成形装置において、シューボックスの内部に異種の原料粉末が混入されることを抑制することができる粉末成形装置および圧粉体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の粉末成形装置は、内部に原料粉末が装填されるとともに、下面がその外周縁部を除いて開放された箱型のシューボックスを備え、該シューボックスは、前記下面がダイの上面に摺接しつつ、該ダイの上面に開口するキャビティに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動して該シューボックスの前記下面が前記キャビティと対向したときに、前記原料粉末を前記キャビティに充填する構成とされ、前記キャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する粉末成形装置であって、前記シューボックスは、内部に各別に異なる種類の原料粉末が装填されて複数備えられるとともに、一の前記シューボックスを前進移動し前記キャビティ内に一の原料粉末を充填した後に、これを後退移動し、その後、他の前記シューボックスを前進移動し前記キャビティ内に他の原料粉末を充填する構成とされ、前記複数のシューボックスのうち少なくとも一つには、その前記下面の、該シューボックスが前進する前進方向における前端部に、下方に向けた負圧吸引口が形成され、該シューボックスを前進移動、または／および、後退移動する際、前記負圧吸引口により、前記ダイの上面に飛散されている前記原料粉末を吸引する構成とされたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の圧粉体の製造方法は、内部に原料粉末が装填されるとともに、下面がその外周縁部を除いて開放された箱型のシューボックスを備え、該シューボックスは、前記下面がダイの上面に摺接しつつ、該ダイの上面に開口するキャビティに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動して該シューボックスの前記下面が前記キャビティと対向したときに、前記原料粉末を前記キャビティに充填する構成とされた粉末成形装置を用い、前記キャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する圧粉体の製造方法であって、請求項１記載の粉末成形装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明によれば、前記他のシューボックスに前記負圧吸引口が形成され、該他のシューボックスを前進移動する際に、この負圧吸引口に負圧を作用させると、該他のシューボックスは、前記一のシューボックスがダイの上面に飛散した前記一の原料粉末を吸引しながら、前進移動することが可能になる。
特に、前記負圧吸引口は、前記他のシューボックス下面の前記前端部に形成されているので、ダイの上面に飛散されている前記一の原料粉末は、該他のシューボックスの下面における前記開放された部分、つまり前記外周縁部より内側に到達する前に、前記負圧吸引口により吸引されることになる。従って、前記他のシューボックスの内部に前記一の原料粉末が混入することを最小限に抑えることができる。
【００１０】
また、前記他のシューボックスに前記負圧吸引口が形成され、該他のシューボックスを後退移動する際に、この負圧吸引口に負圧を作用させると、該他のシューボックスにより前記他の原料粉末を前記キャビティに充填したときに、ダイの上面に飛散した該他の原料粉末を、該他のシューボックスを後退移動させながら前記負圧吸引口により吸引することが可能になる。従って、前記他のシューボックスの次に、前記キャビティに原料粉末を充填するシューボックスが前進移動したときに、このシューボックスの内部に前記他の原料粉末が混入することを抑制することが可能になる。
【００１１】
さらに、前記他のシューボックスに前記負圧吸引口が形成され、該他のシューボックスを前進移動および後退移動する際に、この負圧吸引口に負圧を作用させると、前記他のシューボックスは、ダイの上面に飛散されている前記一の原料粉末を吸引しながら、前進移動することが可能になるとともに、ダイの上面に飛散した前記他の原料粉末を吸引しながら後退移動することが可能になる。従って、前記他のシューボックスの内部に、前記一の原料粉末が混入すること、および該他のシューボックスの次に、前記キャビティに原料粉末を充填するシューボックスの内部に、前記他の原料粉末が混入することを抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図２から図８は、本発明の一実施形態に係る粉末成形装置２０の概略図を示すものであって、上面に貫通孔（キャビティ）２１ａが形成されたダイ２１と、前記貫通孔２１ａ内に該貫通孔２１ａと同軸的に配設された仕切り筒２２、筒状の下パンチ２３、およびコアロッド２５と、前記ダイ２１の上方に前記貫通孔２１ａと同軸的に配設された上パンチ２６（図７）と、後述する第１、第２空間３１、３２に金属粉末を充填するシューボックス１０とを備えている。
【００１３】
下パンチ２３は、前記仕切り筒２２の内側および外側に各別に配設され、本実施形態では、第１下パンチ２３ｂと、この第１下パンチ２３ｂより内径および外径が小さくされた第２下パンチ２３ａとを備え、第１下パンチ２３ｂが仕切り筒２２の外側に配設され、第２下パンチ２３ａが仕切り筒２２の内側に配設されている。そして、仕切り筒２２、下パンチ２３および上パンチ２６は、前記貫通孔２１ａの中心軸線方向にダイ２１の上面に対して図示しないカム機構を介して進退可能に支持され、前記貫通孔２１ａの内周面が、形成する圧粉体の外周面を形成し、コアロッド２５の外周面が前記圧粉体の内周面を形成する構成とされている。
【００１４】
なお、第１下パンチ２３ｂが進退移動する際、その内周面が仕切り筒２２の外周面に摺接する一方、外周面が前記貫通孔２１ａの内周面に摺接するようになっている。また、第２下パンチ２３ａが進退移動する際、その内周面がコアロッド２５の外周面に摺接する一方、外周面が仕切り筒２２の内周面に摺接するようになっている。さらに、仕切り筒２２が進退移動する際、その内周面が第２下パンチ２３ａの外周面に摺接する一方、外周面が第１下パンチ２３ｂの内周面に摺接するようになっている。
【００１５】
以上の構成において、仕切り筒２２および下パンチ２３の先端面とコアロッド２５およびダイ２１の上面とが略面一となった状態から、第１下パンチ２３ｂが後退位置に配置されたときに、図３に示すように、仕切り筒２２の外周面と前記貫通孔２１ａの内周面と第１下パンチ２３ｂの先端面とにより画成された第１空間３１が形成されるようになっている。また、同様にして、第２下パンチ２３ａが後退位置に配置されたときに、図４に示すように、仕切り筒２２の内周面とコアロッド２５の外周面と第２下パンチ２３ａの先端面とにより画成された第２空間３２が形成されるようになっている。つまり、同一の貫通孔（キャビティ）２１が仕切り筒２２によって、２つの空間３１、３２に仕切られる構成となっている。
【００１６】
シューボックス１０は、内部に原料粉末が装填されるとともに、下面にその外周縁部を回避して貫通孔２１ａより大きく開口した開口部１０ａを有する箱型形状とされている。そして、シューボックス下面の外周縁部に、例えばフェルトやウレタンゴム等により形成された摺動板１３が接着されて配設されている。また、シューボックス上面には、前記内部と連通された供給管１４が連結されており、この供給管１４の上端は、例えば図示しないホッパー等の供給装置と連結された構成となっている。このように構成されたシューボックス１０は、前記下面がダイ２１の上面に摺接しつつ、該上面に開口する貫通孔２１ａに対して進退可能に支持されるとともに、前進移動してシューボックス１０の前記下面が前記貫通孔２１ａと対向したときに、前記原料粉末を前記空間３１、３２に充填する構成とされている。
【００１７】
さらに、シューボックス１０は、図２に示すように、内部に各別に異なる種類の原料粉末が装填されて複数備えられている。本実施形態では、内部に第１原料粉末３３が装填された第１シューボックス１１と、第１原料粉末３３とは材質の異なる第２原料粉末３４が装填された第２シューボックス１２とを備えている。そして、第１シューボックス１１を前進移動し第１空間３１に第１原料粉末３３を充填した後に、これを後退移動し、その後、第２シューボックス１２を前進移動し、第２空間３２に第２原料粉末３４を充填するようになっている。
【００１８】
第２シューボックス１２には、図１に示すように、前記下面の、該シューボックス１２が前進移動する前進方向における前端部に、下方に向けて開口する負圧吸引口１５が形成されている。この負圧吸引口１５は、図１（ｂ）に示すように、第２シューボックス１２の幅方向（進退方向と交差する方向）における中央部に、該幅方向に延びる矩形状とされている。また、負圧吸引口１５は、第２シューボックス１２の内部において、第２原料粉末３４が装填された主空間１２ａよりも前記前進方向の前方に形成されるとともに、主空間１２ａとは独立した副空間１２ｂと連通されている。そして、この副空間１２ｂは、第２シューボックス１２の側面に連結されるとともに、図示しない吸引装置に連結された吸引管１２ｃと連通された構成となっている。
【００１９】
次に、以上のように構成された粉末成形装置２０により、圧粉体を形成する方法について説明する。
まず、図３に示すように、仕切り筒２２、およびその内側に配設された第２下パンチ２３ａを前進位置に配置するとともに、外側に配設された第１下パンチ２３ｂを後退位置に配置して第１空間３１を形成する。次に、第１シューボックス１１を前進移動させ、第１空間３１の上方に到達したときに、このシューボックス１１により第１空間３１に第１原料粉末３３を充填し、その後、このシューボックス１１を後退移動させる。
そして、図４に示すように、第２下パンチ２３ａを後退移動させ、第２空間３２を形成した後に、図５に示すように、第２シューボックス１２を前進移動させ、第２空間３２の上方に到達したときに、このシューボックス１２により第２空間３２に第２原料粉末３４を充填し、その後、このシューボックス１２を後退移動させる。
【００２０】
ここで、第２シューボックス１２を前進移動する際に、前記吸引装置により吸引管１２ｃを介して負圧吸引口１５に負圧を作用させておくことによって、第１シューボックス１１がダイ２１の上面に飛散した第１原料粉末３３を、負圧吸引口１５により吸引しながら、第２シューボックス１２を前進移動させる。
そして、第２シューボックス１２を後退移動する際にも、前述と同様にして、負圧吸引口１５に負圧を作用させておくことにより、第２シューボックス１２がダイ２１の上面に飛散した第２原料粉末３４を負圧吸引口１５により吸引しながら、該シューボックス１２を後退移動させる。
【００２１】
その後、図６に示すように、仕切り筒２２を後退移動させた後に、図７に示すように、上パンチ２６を前進移動し、このパンチ２６の下面と、第１、第２下パンチ２３ｂ、２３ａおよび仕切り筒２２の上面とにより第１、第２原料粉末３３、３４を前記軸線方向に圧縮する。この際、上パンチ２６をその前進端位置に到達させた状態で、第１、第２下パンチ２３ｂ、２３ａ、および仕切り筒２２を漸次前進移動させ、第１、第２原料粉末３３、３４をさらに圧縮する。以上により、内周面側が第２原料粉末３４により形成され、外周面側が第１原料粉末３３により形成された圧粉体３５が形成される。
【００２２】
そして、上パンチ２６をダイ２１に対して後退移動させるとともに、図８に示すように、第１、第２下パンチ２３ｂ、２３ａおよび仕切り筒２２をダイ２１の上面に対して前進移動させることにより、第１、第２下パンチ２３ｂ、２３ａおよび仕切り筒２２の先端面を、コアロッド２５およびダイ２１の上面と略面一にし、圧粉体３５を前記空間３１、３２から取り出す。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態による粉末成形装置２０によれば、第２シューボックス１２に負圧吸引口１５が形成され、該シューボックス１２を前進移動および後退移動する際に、この負圧吸引口１５に負圧を作用させるので、第２シューボックス１２は、第１シューボックス１１がダイ２１の上面に飛散した第１原料粉末３３を吸引しながら前進移動することが可能になるとともに、該第２シューボックス１２が第２空間３２に第２原料粉末３４を充填する際に、ダイ２１の上面に飛散した第２原料粉末３４を吸引しながら後退移動することが可能になる。従って、第２シューボックス１２の前記主空間１２ａに第１原料粉末３３が混入すること、および第１シューボックス１１の内部に第２原料粉末３４が混入することを抑制することが可能になる。
【００２４】
特に、前記負圧吸引口１５は、第２シューボックス下面の前記前端部に形成されているので、ダイ２１の上面に飛散されている第１原料粉末３３は、前記開口部１０ａに到達する前に、負圧吸引口１５により吸引されることになる。従って、第２シューボックス１２の主空間１２ａに第１原料粉末３３が混入することを確実に抑えることができる。
【００２５】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、前記実施形態では、第２シューボックス１２にのみ負圧吸引口１５を形成したが、第１シューボックス１１にのみ負圧吸引口１５を形成し、前記実施形態と同様にして、第１シューボックス１１を前進移動および後退移動する際に、負圧吸引口１５に負圧を作用させるようにしてもよい。
【００２６】
また、第１、第２シューボックス１１、１２の双方に負圧吸引口１５を形成してもよい。この場合、第１シューボックス１１については、前進移動させるときにのみ負圧吸引口１５に負圧を作用させ、第２シューボックス１２がダイ２１の上面に飛散した第２原料粉末３４を、この負圧により吸引する一方、第２シューボックス１２についても、前進移動させるときにのみ負圧を作用させ、第１シューボックス１１がダイ２１の上面に飛散した第１原料粉末３３を、この負圧により吸引することができる。
これとは逆に、第１シューボックス１１については、後退移動させるときにのみ負圧吸引口１５に負圧を作用させ、第１シューボックス１１がダイ２１の上面に飛散した第１原料粉末３３を、この負圧により吸引する一方、第２シューボックス１２についても、後進移動させるときにのみ負圧を作用させ、第２シューボックス１２がダイ２１の上面に飛散した第２原料粉末３４を、この負圧により吸引することができる。
なお、第１、第２シューボックス１１、１２の双方に負圧吸引口１５を形成した場合でも、これら１１、１２が前進移動および後退移動する際に、それぞれの負圧吸引口１５に負圧を作用させるようにしてもよい。
さらに、シューボックス１０の数は前記実施形態に限られるものではない。
また、負圧吸引口１５の前記幅方向に延びる長さは、前記開口部１０ａの前記幅方向の長さと同等にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
複数の原料粉末を同一のキャビティ内に充填する粉末成形装置において、シューボックスの内部に異種の原料粉末が混入されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置のシューボックスの（ａ）断面側面図、および（ｂ）下面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の上面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第１工程図である。
【図４】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第２工程図である。
【図５】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第３工程図である。
【図６】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第４工程図である。
【図７】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第５工程図である。
【図８】本発明に係る一実施形態として示した粉末成形装置の要部拡大断面図であって、圧粉体を製造する際の第６工程図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  シューボックス
１１  第１シューボックス
１２  第２シューボックス
１５  負圧吸引口
２０  粉末成形装置
２１  ダイ
２１ａ  貫通孔（キャビティ）
３３  第１原料粉末
３４  第２原料粉末
３５  圧粉体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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